Teorijski fizičari već dugo raspravljaju o mogućem postojanju crvotočina – tunela kroz prostor-vrijeme koji su matematički mogući, ali za sada ne postoji nikakav dokaz da su stvarni.
Jedna teorija sugerira da bi ti hipotetički svemirski prolazi mogli biti prerušeni u crne rupe, jer oba objekta dijele slična svojstva – nalaze se na samoj granici onoga gdje prestaju važiti poznata fizička pravila, piše Yahoo.
Nova studija dodatno podržava ovu pretpostavku analizom kvazi-normalnih modova – specifičnih vibracija prostor-vremena izazvanih privremenim poremećajima – i otkriva da crvotočine mogu imitirati crne rupe i u tom kontekstu.
Iako su prolazne crvotočine popularna tema naučne fantastike, ovi prostorno-vremenski mostovi koji povezuju različite tačke svemira i dalje su potpuno hipotetični. Jedna od prvih teorija crvotočina bila je tzv. Einstein-Rosenov most, specifično rješenje Einsteinovih jednačina koje opisuju geometriju prostor-vremena pod određenim uslovima energije i materije.
Nažalost, ovakve ideje oslanjaju se na koncept „negativne energije“ – fenomen koji ne postoji u klasičnom svemiru (iako kvantna fizika tu nije sasvim jasna). Zbog neobičnih uslova potrebnih za stabilnu crvotočinu, neki naučnici su počeli razmatrati mogućnost da su određene crne rupe zapravo crvotočine u maskirnom odijelu. Iako je fizički to skoro nemoguće, matematika pokazuje da je zamislivo.
U novoj studiji, analiziran je određeni aspekt Schwarzschildovih crnih rupa – hipotetičkih objekata koji nemaju ni rotaciju ni električni naboj – a to su tzv. kvazi-normalni modovi (QNMs). Ove vibracije prostor-vremena javljaju se kada je kompaktan objekat poremećen, i za razliku od "normalnih" vibracija, one vremenom nestaju.
Koristeći različite metode – uključujući parametre koji opisuju svojstva blizu „grla“ crvotočine i analizu tri vrste poremećaja (skalarni, gravitacijski i elektromagnetski) – istraživači su zaključili da crvotočina može vrlo precizno oponašati QNM karakteristike statičkih (Schwarzschildovih) crnih rupa. Rezultati su objavljeni na arXiv-u, a uskoro će biti objavljeni i u časopisu Physical Review D.
„Egzotični kompaktni objekti – bilo da odstupaju od predviđanja Opće relativnosti ili proizlaze iz nekonvencionalnih pretpostavki iste – teoretski mogu postojati, iako još nisu otkriveni“, navode autori. „Njihova neuhvatljivost možda je rezultat sposobnosti da veoma uvjerljivo imitiraju crne rupe.“
Ideja da crvotočine imitiraju crne rupe stara je decenijama. Još 2021. jedna studija je postavila pitanje da li su aktivne galaktičke jezgre (AGN) zapravo usta crvotočina, a ne supermasivne crne rupe. Godinu kasnije, tim sa Univerziteta u Sofiji zaključio je da bi svjetlost iz diska koji okružuje prolaznu crvotočinu bila „gotovo identična“ onoj iz diska oko statične crne rupe. Također postoje dugogodišnje teorije da su crne rupe možda povezane s tzv. bijelim rupama – njihovim zrcalnim parnjacima – i da zajedno čine crvotočinu. No, bijele rupe nikada nisu opažene, iako matematika dopušta njihovo postojanje.
Ova nova studija doprinosi toj raspravi analizom QNM osobina crnih rupa i otkriva da su sličnosti s crvotočinama još izraženije.
„Možemo reći da crvotočina može efikasno oponašati Schwarzschildovu crnu rupu u Općoj relativnosti – u osnovnom modu i prvom pretonu za sve tri vrste poremećaja posmatrane zasebno“, zaključuju autori.
Autori planiraju nastaviti istraživanje poboljšavanjem parametara blizu „grla“ crvotočine i analizom polarnih gravitacijskih poremećaja, iako će to zahtijevati rješavanje određenih računalnih izazova.
Za sada, crvotočine ostaju u domenu naučne fantastike. Ali dok matematika i dalje pokazuje da su moguće, naučnici će nastaviti tragati za ovim svemirskim mostovima.